a) Chứng minh ΔABH = ΔACK:
Xét ΔABH vuông tại H và ΔACK vuông tại K, ta có:
AB = AC (ΔABC cân tại A)
Góc A chung
Vậy ΔABH = ΔACK (cạnh huyền - góc nhọn)
b) Chứng minh IB = IC:
Từ ΔABH = ΔACK (chứng minh trên), suy ra:
BH = CK (hai cạnh tương ứng)
Góc ABH = góc ACK (hai góc tương ứng)
Ta có:
Góc IBC = góc ABC - góc ABH
Góc ICB = góc ACB - góc ACK
Mà góc ABC = góc ACB (ΔABC cân tại A), góc ABH = góc ACK (chứng minh trên)
=> Góc IBC = góc ICB
Xét ΔIBC, có:
IB = IC (hai cạnh tương ứng với hai góc bằng nhau)
c) Chứng minh A, I, M thẳng hàng:
Vì M là trung điểm của BC nên BM = CM.
Từ ΔABH = ΔACK, suy ra AH = AK.
Xét ΔABM và ΔACM, có:
AB = AC (ΔABC cân tại A)
BM = CM (cmt)
AM chung
=> ΔABM = ΔACM (c.c.c)
=> Góc BAM = góc CAM (hai góc tương ứng)
Xét ΔABI và ΔACI, có:
AB = AC (ΔABC cân tại A)
AI chung
IB = IC (chứng minh trên)
=> ΔABI = ΔACI (c.c.c)
=> Góc BAI = góc CAI (hai góc tương ứng)
Từ đó suy ra: góc BAM + góc BAI = góc CAM + góc CAI => Góc IAM = góc IAC
Mà góc IAM và góc IAC là hai góc kề bù.
=> Góc IAM = góc IAC = 90 độ
=> AI vuông góc với BC
Mà AM cũng vuông góc với BC (do AM là đường trung trực của BC trong tam giác cân ABC)
=> A, I, M thẳng hàng.